Het oor

Opbouw en werking van het oor

Het oor kunnen we ruwweg indelen in twee delen: een geleidingsdeel en een perceptief deel. In het geleidingsdeel wordt het geluid via de gehoorgang, het trommelvlies en de gehoorbeentjes naar het slakkenhuis geleid. In het perceptieve deel van het oor wordt de mechanische energie van geluid omgezet in elektrochemisch signaal dat via de gehoorzenuw naar de hersenschors wordt geleid.
In de hersenen speelt uiteindelijk het proces van perceptie plaats: hier worden we ons bewust van de aanwezigheid van geluid en vindt de uiteindelijke waarneming ervan plaats.

In onderstaande animatie wordt prachtig weergegeven hoe het oor werkt. De werking van het oor staat daarna verder uitgelegd.

Het uitwendige oor

Geluid bereikt eerst onze oorschelp. De oorschelp is het zichtbare gedeelte aan de buitenkant van ons hoofd en is gebouwd om geluiden op te vangen en deze over te brengen naar het oorkanaal en vervolgens naar het trommelvlies. De oorschelp bestaat uit kraakbeen bedekt met een laagje huid. Doordat onze oorschelpen niet beweegbaar zijn, spelen ze slechts een zeer kleine rol bij het richtinghoren. De asymmetrische vorm helpt enigszins bij het beoordelen of een geluid van voren of achter komt.
De plaatsing van de oren aan weerszijde van het hoofd heeft wel een flink positief effect op het lokaliseren van geluiden. Het hoofd werpt namelijk een geluidsschaduw op het oor dat aan de andere zijde ligt van waar het geluid vandaan komt. Deze geluidsschaduw is het grootst als het geluid precies vanaf de andere kant komt. De richting van geluiden die precies van rechts of links komen kunnen we daarom makkelijk bepalen. Geluiden van recht voor en recht achter ons halen we makkelijk door elkaar. Door ons hoofd heen en weer te bewegen kunnen we sneller bepalen van waaruit een geluid komt. Voorwaarde daarvoor is natuurlijk wel dat het geluid wat langer aanhoudt. Over richtinghoren is een afzonderlijke pagina te vinden.
Het buitenste deel van de gehoorgang bestaat uit kraakbeen, terwijl het binnenste deel van de gehoorgang bestaat uit hard bot. Beiden zijn bekleed met huid. De gehoorgang is zo’n 2,5 cm lang, heeft een doorsnede van zo’n 7 mm, heeft een S-vorm en loopt iets omhoog. In het buitenste gedeelte van de gehoorgang bevinden zich haartjes. Hier bevinden zich ook een aantal kliertjes die oorsmeer (cerumen) afscheiden. Het oorsmeer bindt stof en vuil aan zich dat samen met het oorsmeer door de haartjes langzamerhand naar buiten wordt gebracht. De gehoorgang biedt bescherming aan het trommelvlies. Voorwerpen kunnen niet zo makkelijk tegen het trommelvlies aankomen en koude en uitdroging van het trommelvlies worden doordat het naar binnen ligt voorkomen.
De oorschelp en de gehoorgang vormen samen het zogeheten uitwendige oor.

Opbouw van het oor

Wat effect heeft onze oorschelp en gehoorgang op het geluid?

  • Doordat onze oren enigszins van het hoofd afstaan geeft ook de oorschelp (net als ons hoofd) een geluidsschaduw. De oorschelp verzwakt van achter komende geluiden vanaf ongeveer 2000 Hz
  • De richels en asymmetrische vorm van onze oorschelp zorgt ervoor dat geluiden die van voren komen met een frequenties tussen de 4000 en 5000 Hz makkelijker doorkomen
  • De vorm van de gehoorgang zorgt ervoor dat er een resonantie optreedt rond de 2800 Hz (ergens tussen de 2,4 en 3,4 kHz). Waar de resonantiepiek ligt is dus afhankelijk van de lengte van deze half open ‘orgelpijp’. Bij kinderen ligt doordat de gehoorgang korter is de resonantiepiek dan ook lager.
  • De oorschelp zorgt ervoor dat we minder last hebben van wind

Het middenoor

Vervolgens komt het geluid, dat een golfverschijnsel is, in het middenoor. Het middenoor begint met het trommelvlies, dat ongeveer een diameter heeft van 1 cm . Geluid zorgt voor trillingen in de lucht en de door de oorschelp opgevangen trillingen brengen het vlies dat zich aan het eind van de gehoorgang zit in trilling. Dit gebeurt net als bij een trommel, vandaar de naam ‘trommelvlies’. Toch zit er wel een verschil met een trommel: bij een trommel heeft het middelste gedeelte de grootste uitwijking. Voor geluiden met frequenties kleiner dan 3000 Hz trilt het trommelvlies als één geheel net als een conus van een luidspreker.

Gezond trommelvlies van het oor

Gezond trommelvlies

Achter het trommelvlies zit een met lucht gevulde ruimte met daarin drie zeer kleine botjes. Dit zijn de kleinste botjes die ons lichaam kent. De botjes worden ook wel gehoorbeentjes genoemd en heten: hamer (malleus), het aambeeld (incus) en de stijgbeugel (stapes). De botjes zijn scharnierend aan elkaar verbonden. De trillingen van het trommelvlies zorgen ervoor dat de botjes gaan bewegen en de geluidstrillingen naar het binnenoor worden getransporteerd.  Het middenoor moet er nu voor zorgen dat geluid zonder al te veel verlies van energie omgezet wordt in een trilling van de vloeistof in het slakkenhuis (de cochlea) die in het binnenoor ligt. Een probleem daarbij is dat het binnengekomen geluid over moet gaan van lucht naar een vloeistof. Boven een vloeistof treedt een grote mate van reflectie op, waardoor energie verloren gaat. Als het middenoor er dus niet zou zijn en geluidstrillingen rechtstreeks tegen de met vloeistof gevulde slakkenhuis aan botsen, dan zou meer dan 95% worden teruggekaatst.

Doordat de oppervlakte van de voetplaat van de stijgbeugel vele malen kleiner is dan die van het trommelvlies, wordt de druk op de vloeistof in het binnenoor vele malen groter dan de geluidsdruk op het trommelvlies. De beweging bij het ovale venster van het trommelvlies is weliswaar kleiner, maar de uitgeoefende kracht is veel groter. Er vindt dus een concentratie van kracht plaats.
Daarnaast is er de hefboomfunctie van de gehoorbeentjes waardoor de druk toeneemt. In totaal neemt de druk op het ovale venster ten opzichte van het trommelvlies met een factor 22 toe.

Het middenoor bestaat dus uit het trommelvlies, de drie kleine botjes en de ruimte waarin deze liggen. De holte waarin de gehoorbeentjes liggen wordt ook wel de trommelholte genoemd en is met lucht gevuld. Deze holte staat door middel van de buis van Eustachius in verbinding met de buitenlucht. De stijgbeugel zit vast aan het ovale venster van het slakkenhuis. Het ovale venster kan worden gezien als de ‘voordeur’ van het binnenoor.

Het oor: Opbouw van het middenoor

Opbouw van het middenoor

Het binnenoor

Het binnenoor is een zeer complex werkend geheel, waar nog steeds onderzoek naar wordt gedaan om de precieze werking te begrijpen. Het binnenoor is een met vloeistof gevulde ruimte gelegen in het rotsbeen. Het binnenoor bestaat anatomisch gezien uit drie onderdelen: het vestibulum, de half-cirkerlvormige kanalen en de cochlea ook wel het slakkenhuis genoemd.
In het ovale venster valt de voetplaat van de stijgbeugel. De tweede opening in het slakkenhuis is het ronde venster. De half-cirkerlvormige kanalen vormen samen met twee holtes in het vestibulum het evenwichtsorgaan. De half-cirkerlvormige kanalen zijn in staat draaiingen van het lichaam te registreren. De twee holtes (de sacculus en de utriculus) zijn voorzien van een klein orgaantje. Deze orgaantjes verzorgen gezamenlijk de waarneming van versnellingen.
De cochlea (het slakkenhuis) is het orgaan dat verantwoordelijk is voor de geluidswaarneming.  Aan de opbouw en werking van dit orgaan is een aparte bladzijde gewijd: Het slakkenhuis (cochlea)
Wanneer geluid de vloeistof van het slakkenhuis bereikt, treed daar vervolgens een trillingsgolf op. De benige wand van het slakkenhuis is echter niet flexibel en de vloeistof die zich erin bevindt is niet samen te persen. Een drukgolf die via de stijgbeugel het ovale venster naar binnen duwt, zorgt ervoor dat het ronde venster naar buiten wordt gedrukt.
Door de drukgolf wordt een membraan dat zich in het slakkenhuis bevindt in trilling gebracht. Dit membraan heet het ‘basilair membraan’.  Door de trilling van het basilair membraan worden hele fijne haarcellen waar er duizenden van in het slakkenhuis zitten in beweging gebracht. Door deze beweging van deze haarcellen ontstaat op zijn beurt een elektrische potentiaal die vervolgens doorgegeven wordt via de gehoorzenuw aan de hersenen waar het geluid wordt verwerkt en tot waarneming (perceptie) ervan leidt.
Het binnenoor bestaat dus uit het vestibulum, de halfcirkelvormige kanalen en het slakkenhuis en de gehoorzenuw.

Kijk ook eens op het leerboek audiologie voor meer en diepgaandere informatie over de werking van het oor.